SILÍCIO COMO MITIGADOR DO DÉFICIT HÍDRICO EM CULTIVARES DE FEIJÃO-CAUPI

Abstract

RESUMO O Silício (Si) surge como uma alternativa estratégica de manejo para aumentar a tolerância das plantas à restrição hídrica, por atuar na modulação do ajustamento osmótico, induzir atividade antioxidante e regular as trocas gasosas. Assim, objetivou-se investigar o envolvimento do silício como mitigador dos efeitos do déficit hídrico no crescimento e rendimento de cultivares de feijão-caupi, analisando a ação benéfica deste elemento nos mecanismos osmorreguladores, na defesa antioxidante e na atividade fotossintética. Foram conduzidos dois experimentos (casa de vegetação e condições de campo), sendo o primeiro no delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições em esquema fatorial triplo (2 × 2 × 4), correspondendo as cultivares (BRS Novaera e BRS Tumucumaque), condições hídricas (controle; déficit hídrico) e quatro doses de Si (0; 1,0; 2,0 e 4,0 mM). No experimento de campo, utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições em esquema de parcelas subsubdivididas (2 × 2 × 2). As parcelas foram as condições hídricas (controle; déficit hídrico), as subparcelas os níveis de Si (0 e 2,0 mM) e as subsubparcelas às cultivares (BRS Novaera e BRS Tumucumaque). Em ambos experimentos foram avaliados os parâmetros de crescimento, fisiológicos e bioquímicos e, apenas em condições de campo, o rendimento de grãos. O déficit hídrico reduziu significativamente o metabolismo fisiológico, bioquímico e consequentemente, o crescimento e rendimento de grãos do feijão-caupi em relação ao tratamento controle. Contudo, a aplicação de Si a 2,0mM sob déficit hídrico, particularmente na cultivar BRS Novaera, aumentou o acúmulo de Si na folha e raiz, o potencial osmótico, a prolina na folha e na raiz, aminoácidos na folha e na raiz, teor de proteína, SOD, CAT, APX, a fotossíntese líquida, a taxa de transpiração, a condutância estomática, o número de trifólios, a área foliar, a massa fresca e seca da parte aérea, a tolerância relativa ao estresse, o número de vagens por planta, o número de grãos e o rendimento de grãos por planta. Como conclusão, os resultados mostram claramente que o Si a 2,0 mM atenua os danos causados pela restrição hídrica em plantas de feijão-caupi da cultivar Novaera.

ABSTRACT Silicon (Si) emerges as a strategic management alternative to increase plant tolerance to water restriction, as it modulates osmotic adjustment, induces antioxidant activity and regulates gas exchange. Thus, the aim of this study was to investigate the involvement of silicon as a mitigator of the effects of water deficit on the growth and yield of cowpea cultivars, analyzing the beneficial action of this element on osmoregulatory mechanisms, antioxidant defense and photosynthetic activity. Two experiments were carried out (greenhouse and field conditions), the first in a randomized block design with three replications in a triple factorial scheme (2 × 2 × 4), corresponding to the cultivars (BRS Novaera and BRS Tumucumaque), water conditions (control; water deficit) and four doses of Si (0; 1.0; 2.0 and 4.0 mM). In the field experiment, a randomized block experimental design was used with four replications in a split-plot scheme (2 × 2 × 2). The plots were the water conditions (control; water deficit), the subplots the levels of Si (0 and 2.0 mM) and the subsubplots the cultivars (BRS Novaera and BRS Tumucumaque). In both experiments, growth, physiological and biochemical parameters and, only under field conditions, grain yield were evaluated. The water deficit significantly reduced the physiological and biochemical metabolism and, consequently, the growth and grain yield of cowpea compared to the control treatment. However, the application of Si at 2.0mM under water deficit, particularly in the BRS Novaera cultivar, increased Si accumulation in leaf and root, osmotic potential, proline in leaf and root, amino acids in leaf and root, protein, SOD, CAT, APX, net photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance, number of trefoils, leaf area, fresh and dry mass of shoots, relative tolerance to stress, number of pods per plant, number of grains and grain yield per plant. In conclusion, the results clearly show that Si at 2.0 mM attenuates the damage caused by water restriction in cowpea plants of the Novaera cultivar.